Определите валентности элементов по формуле вещества: а) Al2O3

1. Определим валентности элементов по формуле вещества: а) $$Al_2O_3$$ Валентность кислорода (О) всегда равна II. У нас три атома кислорода, значит, их общая валентность $3 \cdot II = VI$. Так как в соединении два атома алюминия (Al), то валентность алюминия равна $VI : 2 = III$. б) $$MgS$$ Валентность серы (S) в сульфидах равна II. Так как один атом магния (Mg) и один атом серы (S), то валентность магния равна II. в) $$SO_3$$ Валентность кислорода (О) всегда равна II. У нас три атома кислорода, значит, их общая валентность $3 \cdot II = VI$. Так как в соединении один атом серы (S), то валентность серы равна VI. г) $$N_2O_5$$ Валентность кислорода (О) всегда равна II. У нас пять атомов кислорода, значит, их общая валентность $5 \cdot II = X$. Так как в соединении два атома азота (N), то валентность азота равна $X : 2 = V$. 2. Составим формулы сложных веществ, состоящих из водорода и следующих химических элементов: а) углерода (IV): Водород (H) имеет валентность I. Углерод (С) имеет валентность IV. Чтобы найти наименьшее общее кратное (НОК) валентностей, возьмем НОК(I, IV) = 4. Значит, нужно 4 атома водорода и 1 атом углерода. Формула: $$CH_4$$ б) кремния (IV): Водород (H) имеет валентность I. Кремний (Si) имеет валентность IV. НОК(I, IV) = 4. Значит, нужно 4 атома водорода и 1 атом кремния. Формула: $$SiH_4$$ в) фосфора (III): Водород (H) имеет валентность I. Фосфор (P) имеет валентность III. НОК(I, III) = 3. Значит, нужно 3 атома водорода и 1 атом фосфора. Формула: $$PH_3$$ г) серы (II): Водород (H) имеет валентность I. Сера (S) имеет валентность II. НОК(I, II) = 2. Значит, нужно 2 атома водорода и 1 атом серы. Формула: $$H_2S$$ 3. Расставим коэффициенты в уравнениях. Подчеркнем формулы простых веществ. Определим типы химических реакций: а) $$2Al + 3Cl_2 = 2AlCl_3$$ Подчеркнуты простые вещества: $\underline{Al}$, $\underline{Cl_2}$. Тип реакции: Реакция соединения (из двух или более веществ образуется одно сложное). б) $$2CuO + C = 2Cu + CO_2$$ Подчеркнуты простые вещества: $\underline{C}$, $\underline{Cu}$. Тип реакции: Реакция замещения (атом простого вещества замещает атом в сложном веществе). в) $$Fe_3O_4 + 4H_2 = 3Fe + 4H_2O$$ Подчеркнуто простое вещество: $\underline{H_2}$, $\underline{Fe}$. Тип реакции: Реакция замещения (атом простого вещества замещает атом в сложном веществе). г) $$2Al_2O_3 = 4Al + 3O_2$$ Подчеркнуты простые вещества: $\underline{Al}$, $\underline{O_2}$. Тип реакции: Реакция разложения (из одного сложного вещества образуется несколько других веществ). д) $$2KNO_3 = 2KNO_2 + O_2$$ Подчеркнуто простое вещество: $\underline{O_2}$. Тип реакции: Реакция разложения (из одного сложного вещества образуется несколько других веществ). 4. Вычислим массовые доли элементов в веществе $$Na_2CO_3$$: Для этого нужно найти молярные массы каждого элемента и общую молярную массу соединения. Молярная масса Na (натрия) $\approx 23$ г/моль. Молярная масса C (углерода) $\approx 12$ г/моль. Молярная масса O (кислорода) $\approx 16$ г/моль. Масса натрия в $$Na_2CO_3$$: $2 \cdot 23 = 46$ г/моль. Масса углерода в $$Na_2CO_3$$: $1 \cdot 12 = 12$ г/моль. Масса кислорода в $$Na_2CO_3$$: $3 \cdot 16 = 48$ г/моль. Молярная масса $$Na_2CO_3$$: $46 + 12 + 48 = 106$ г/моль. Массовая доля натрия ($$\omega_{Na}$$): $$\omega_{Na} = \frac{46}{106} \cdot 100\% \approx 43,4\%$$ Массовая доля углерода ($$\omega_C$$): $$\omega_C = \frac{12}{106} \cdot 100\% \approx 11,3\%$$ Массовая доля кислорода ($$\omega_O$$): $$\omega_O = \frac{48}{106} \cdot 100\% \approx 45,3\%$$ **Ответ:** **Массовая доля натрия в $$Na_2CO_3$$ примерно 43,4%.** **Массовая доля углерода в $$Na_2CO_3$$ примерно 11,3%.** **Массовая доля кислорода в $$Na_2CO_3$$ примерно 45,3%.** 5. Какой объем при нормальных условиях займут $$0,12 \cdot 10^{23}$$ молекул $$NH_3$$? Для начала найдем количество вещества (моль) аммиака ($$NH_3$$). Один моль любого вещества содержит число Авогадро ($$N_A$$) частиц, равное примерно $$6,02 \cdot 10^{23}$$ молекул/моль. Количество вещества ($$n$$) = $$\frac{\text{количество молекул}}{\text{число Авогадро}}$$ $$n(NH_3) = \frac{0,12 \cdot 10^{23}}{6,02 \cdot 10^{23}} \text{ моль} \approx 0,0199 \text{ моль}$$ При нормальных условиях (н.у.) один моль любого газа занимает объем 22,4 литра (молярный объем). Объем ($$V$$) = количество вещества ($$n$$) $\cdot$ молярный объем ($$V_m$$) $$V(NH_3) = 0,0199 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 0,44576 \text{ л}$$ **Ответ: Примерно 0,45 литра.** 6. Какую массу и количество вещества фосфора нужно сжечь, чтобы получилось 22 г оксида фосфора (V) (P2O5)? Сначала запишем уравнение реакции горения фосфора: $$4P + 5O_2 = 2P_2O_5$$ Найдем молярную массу оксида фосфора (V) ($$P_2O_5$$): Молярная масса P (фосфора) $\approx 31$ г/моль. Молярная масса O (кислорода) $\approx 16$ г/моль. Молярная масса $$P_2O_5$$ = $$(2 \cdot 31) + (5 \cdot 16) = 62 + 80 = 142$$ г/моль. Найдем количество вещества $$P_2O_5$$: $$n(P_2O_5) = \frac{22 \text{ г}}{142 \text{ г/моль}} \approx 0,1549 \text{ моль}$$ По уравнению реакции видно, что 4 моля фосфора образуют 2 моля $$P_2O_5$$. Значит, количество фосфора в 2 раза больше, чем количество $$P_2O_5$$: $$n(P) = 2 \cdot n(P_2O_5) = 2 \cdot 0,1549 \text{ моль} \approx 0,3098 \text{ моль}$$ Теперь найдем массу фосфора: $$m(P) = n(P) \cdot M(P) = 0,3098 \text{ моль} \cdot 31 \text{ г/моль} \approx 9,6038 \text{ г}$$ **Ответ:** **Для получения 22 г $$P_2O_5$$ нужно сжечь примерно 0,31 моль фосфора и его масса составит примерно 9,6 г.**